유전자 코드는 무엇이며 어떻게 작동합니까?

우리가 존재하는 형태학적 다양성이 아무리 많아도 우리는 모두 같은 우산 아래 결합되어 있습니다. 우리의 기본 기능 단위는 세포입니다. 살아있는 존재가 전체 형태학적 구조의 기반이 되는 세포를 가지고 있다면 단세포(단세포의 경우)로 알려져 있습니다. 원생동물 또는 박테리아), 우리 중 몇 개(수백에서 수천억)가 있는 것은 다세포 존재입니다.

따라서 모든 유기체는 세포에서 시작하므로 바이러스와 같은 일부 분자 개체는 생물학적 관점에서 엄격하게 "살아있는" 것으로 간주되지 않습니다. 차례로, 연구에 따르면 각 세포에는 무려 4200만 개의 단백질 분자가 들어 있습니다. 따라서 건조된 생체 조직의 무게의 50%가 단백질로만 구성되어 있다고 추정되는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

관련 없어 보이는 이 모든 데이터를 제공하는 이유는 무엇입니까? 오늘 우리는 삶의 비밀을 풀기 위해 왔습니다. 유전자 코드. 언뜻 보기에 신비롭게 보일 수 있지만 이 개념을 즉시 이해하게 될 것입니다. 문제는 세포, 단백질 및 DNA에 관한 것입니다. 계속 알아보십시오.

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유전자 코드는 무엇입니까?

명확하고 간결하게 시작합시다. 유전자 코드는 특정 단백질을 만드는 방법을 세포에 알려주는 일련의 지침. 우리는 이미 이전 줄에서 단백질이 조직의 필수 구조 단위라고 말했습니다. 이것이 우리가 일화적인 질문에 직면하지 않는 이유입니다. 단백질이 없으면 생명도 없습니다. 단순한.

유전자 코드의 특성은 Francis Crick, Sydney Brenner 및 기타 협력 분자 생물학자들에 의해 1961년에 확립되었습니다. 이 용어는 일련의 전제를 기반으로 하지만 먼저 특정 용어를 이해하기 위해 명확히 해야 합니다. 그것을 위해 이동:

• DNA: 현존하는 모든 유기체의 발달과 기능에 사용되는 유전적 지시를 담고 있는 핵산.
• RNA: 단백질 합성의 중간 단계를 지시하는 것을 포함하여 다양한 기능을 수행하는 핵산.
• 뉴클레오티드: 함께 생명체의 DNA와 RNA 사슬을 생성하는 유기 분자.
• 코돈 또는 삼중항: RNA를 구성하는 모든 3개의 아미노산은 유전 정보의 삼중항인 코돈을 형성합니다.
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• 아미노산: 특정 순서로 단백질을 생성하는 유기 분자. 20개의 아미노산이 유전자 코드에 암호화되어 있습니다.

유전자 코드의 기초

이러한 매우 기본적인 용어에 대해 명확해지면 다음을 탐색해야 합니다. Crick과 그의 동료들이 확립한 유전자 코드의 주요 특징. 다음은 다음과 같습니다.

• 코드는 삼중항 또는 코돈으로 구성되어 있습니다. 세 개의 뉴클레오티드(코돈 또는 삼중항)마다 하나의 아미노산이 암호화됩니다.
• 유전 암호는 퇴화되어 있습니다: 아미노산보다 더 많은 삼중항 또는 코돈이 있습니다. 이것은 아미노산이 일반적으로 하나 이상의 삼중항에 의해 암호화된다는 것을 의미합니다.
• 유전 코드는 중복되지 않습니다. 뉴클레오티드는 단일 삼중항에만 속합니다. 즉, 특정 뉴클레오타이드가 동시에 두 개의 코돈에 있지 않습니다.
• 판독 값은 "쉼표 없음"입니다. 너무 복잡한 용어를 사용하고 싶지 않으므로 코돈 사이에 "공백"이 없다고 말할 것입니다.
• 핵 유전 암호는 보편적입니다. 다른 종의 동일한 삼중항은 동일한 아미노산을 암호합니다.

유전자 코드 풀기

우리는 이미 용어 기반과 이론적 기둥을 가지고 있습니다. 이제 그것들을 실천할 때입니다. 우선, 우리는 당신에게 그것을 말할 것입니다 각 뉴클레오티드는 그것이 나타내는 질소 염기에 의해 조절되는 문자를 기반으로 한 이름을 받습니다.. 질소 염기는 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T) 및 우라실(U)입니다. 아데닌, 시토신 및 구아닌은 보편적인 반면 티민은 DNA에 고유하고 우라실은 RNA에 고유합니다. 이것을 본다면 그것이 무엇을 의미한다고 생각합니까?:

CCT

CCU

위에서 설명한 용어를 복구할 때입니다. CCT는 DNA 사슬의 일부입니다. 즉, 3개의 다른 뉴클레오타이드가 있습니다. 하나는 시토신 염기, 다른 하나는 시토신 염기, 다른 하나는 티민 염기입니다. 굵은 글씨의 두 번째 경우에 우리는 코돈 앞에 있습니다. 왜냐하면 그것이 RNA 사슬에서 "완결된" DNA 유전 정보(따라서 예전에 티민이 있던 곳에 우라실이 있음)이기 때문입니다.

따라서 우리는 다음을 확인할 수 있습니다. CCU 아미노산 프롤린을 코딩하는 코돈입니다. 이전에 말했듯이 유전자 코드는 퇴화되어 있습니다. 따라서 아미노산 프롤린은 CCC, CCA, CCG와 같은 다른 뉴클레오티드를 가진 다른 코돈에 의해 암호화됩니다. 따라서 아미노산 프롤린은 총 4개의 코돈 또는 삼중항으로 암호화됩니다.

아미노산을 코딩하는 데 4개의 코돈이 필요하다는 것이 아니라 그 중 어느 것이든 유효하다는 점에 유의해야 합니다. 일반적으로, 필수 아미노산은 메티오닌과 트립토판을 제외한 2,3,4 또는 6개의 다른 코돈에 의해 암호화됩니다. 각각 하나만 응답합니다.

• 관심이 있을 수 있습니다. "트립토판: 이 아미노산의 특성과 기능"

왜 그렇게 복잡합니까?

계산을 해봅시다. 각 코돈이 하나의 뉴클레오타이드로 인코딩되면 4개의 다른 아미노산만 형성될 수 있습니다. 이것은 일반적으로 각 단백질이 약 100-300개의 아미노산으로 구성되어 있기 때문에 단백질 합성을 불가능한 과정으로 만듭니다. 유전자 코드에 포함된 아미노산은 20개에 불과합니다.그러나 이들은 "조립 라인"을 따라 다른 방식으로 배열되어 우리 조직에 존재하는 다양한 단백질을 생성할 수 있습니다.

반면에 각 코돈이 2개의 뉴클레오티드로 구성된 경우 가능한 "이중선"의 총 수는 16개입니다. 우리는 여전히 목표에서 멀다. 이제 각 코돈이 3개의 뉴클레오타이드로 구성되어 있으면(이 경우와 마찬가지로) 가능한 순열의 수는 64개로 증가합니다. 20개의 필수 아미노산이 있고 64개의 코돈이 있다는 점을 고려하면 각 아미노산을 인코딩할 수 있으며 각 경우에 다른 변형을 제공할 수 있습니다.

적용된 모습

공간이 부족하지만 몇 줄에 많은 정보를 집중하는 것은 정말 복잡합니다. 이 모든 용어집을 폐쇄하는 것이 보기보다 훨씬 쉽다는 것을 약속하기 때문에 다음 다이어그램에서 우리를 따르십시오.

CCT(DNA) → CCU(RNA) → 프롤린(리보솜)

이 작은 다이어그램은 다음을 표현합니다. 세포 DNA에는 3개의 뉴클레오타이드 CCT가 포함되어 있지만 핵의 세포 기계에서 분리되어 있기 때문에 유전 정보를 "표현"할 수 없습니다.. 따라서 RNA 중합효소는 전령 RNA를 형성할 RNA 뉴클레오티드로 DNA 뉴클레오티드를 전사(전사)하는 과정을 담당합니다.

이제 우리는 전령 RNA에 CCU 코돈이 있습니다. 이 코돈은 핵에서 구멍을 통해 리보솜이 있는 세포질로 이동합니다. 요약하자면 다음과 같이 말할 수 있습니다. 메신저 RNA는 이 정보를 리보솜에 제공합니다.특정 단백질을 생성하기 위해 이미 구축된 아미노산 서열에 아미노산 프롤린을 추가해야 한다는 것을 "이해"합니다.

앞서 말했듯이 단백질은 약 100-300개의 아미노산으로 구성되어 있습니다. 따라서 300개의 아미노산 순서로 형성된 모든 단백질은 총 900개의 삼중항(300x3) 또는 원하는 경우 2,700개의 뉴클레오티드(300x3x3)로 인코딩됩니다. 이제 다음과 같은 2,700개의 뉴클레오티드 각각에 있는 각 문자를 상상해 보십시오. AAAUCCCCGGUGAUUUAUAAGG (...) 바로 이 배열, 이 글자들의 집합체, 유전자 코드. 처음에 생각했던 것보다 쉽죠?

이력서

분자생물학에 관심이 있는 생물학자에게 유전암호에 대해 물어보면 4~5시간 정도 대화를 나눴을 것이다. 비현실적으로 보일 수 있는 삶의 비밀이 특정한 연속된 "글자"에 포함되어 있다는 사실을 아는 것은 정말 매혹적입니다.

그래서, 모든 생명체의 게놈은 이 4개의 문자로 매핑될 수 있습니다.. 예를 들어, 인간 게놈 프로젝트에 따르면 우리 종의 모든 유전 정보는 30억 우리 몸의 핵 안에 있는 23쌍의 염색체에서 발견되는 염기쌍(뉴클레오티드) 세포. 물론 생명체가 아무리 달라도 우리 모두는 공통의 "언어"를 가지고 있습니다.

참고 문헌:

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• 공식적입니다. 모든 세포에는 4200만 개의 단백질 분자가 있습니다. europapress.com. 에서 복구: https://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-oficial-hay-42-millones-moleculas-proteina-cada-celula-20180117181506.html
• 이, T. 에프. (1994). 인간 게놈 프로젝트: 생명의 유전 암호 해독(No. Sirsi) i9788474325072).